VOLUME: 13 Número: 12-10 Fecha: OCTUBRE 2012. BOLETIN TECNICO TEORIA Y PRACTICA: En este tema abordaremos el proceso de “suavización” tal como el volumen de agua que pasa a través del lecho de resina de intercambio iónico (Flujo) la exposición en la cama de resina (tiempo de contacto), ambos son un factor que influye en como fluye el agua a través de la cama de resina. El tiempo de reacción de la resina con el agua (velocidad de difusión) no cambia, es constante, por lo que la velocidad a la que pasa el agua a través del lecho de la resina es una variable determinante. Asumiendo que la composición fisicoquímica del agua y la temperatura permanecen constantes , Porqué es importante la velocidad a la que pasa el agua? El intercambio iónico no es instantáneo, si el agua pasa a mayor velocidad, el lecho de resina debe ser mayor ya que el tiempo de reacción es constante por lo que la profundidad del lecho debe ser mayo ya que esta es la zona de reacción. La resina en condiciones optima de operación es la zona de intercambio, cuando el agua va pasando esta zona va decreciendo y la probabilidad de que pase agua sin suavizar se va incrementando, en la industria se le denomina fuga e dureza, esta se produce porque el agua está pasado a través del lecho a una velocidad mayor al tiempo que la resina necesita para suavizar o hacer el intercambio de iones. Las figuras 1 a la 3 muestras las diferentes zonas de intercambio y la variación de las mismas en función de la velocidad a la que pasa el agua a través de la columna. Imaginemos una columna de resina de 30 “ (76.2 cm) inicialmente la zona de intercambio será de 30 “ pero cuando la columna se agote esta se reducirá a Figura 1 Figuras 2 y 3 unas cuantas pulgadas que dependiendo de la aplicación el flujo máximo que pasa a través de la columna al final de ciclo de operación definirá qué tanta fuga de dureza se tendrá antes de regenerar la columna. (Fig. No. 4) KURIMEXICANA S.A. de C.V. www.kurimexicana.com Av. De Las Fuentes # 6, Parque Ind. Bernardo Quintana CP. 76246 Tel: 103 14 00. Fax: 218 11 77 VOLUME: 13 Número: 12-10 Fecha: OCTUBRE 2012. BOLETIN TECNICO Figura 4: Proceso de intercambio iónico. de iones, es decir durante este proceso la resina se carga de iones causantes de la dureza y libera iones de sodio en el agua tratada. En ingeniería, el coeficiente de transferencia es la constante de velocidad de difusión que relaciona la velocidad de transferencia, área de transferencia y el gradiente de concentración como fuerza motriz. Ecuación 1: para calcular la profundidad de la zona de reacción. Cuando la resina está totalmente cargada, ésta tiene la máxima capacidad disponible para el intercambio de iones y se aprovecha aún más cuando el agua atraviesa a un flujo lento. En el caso de un flujo excesivo, la capacidad del suavizador decrece, esto es por que la capacidad de intercambio de la resina no es constante cuando varía el flujo. En el diseño de un suavizador de agua, la calidad requerida del agua tratada determinará el máximo flujo y la capacidad del sistema. Si el control de la válvula deja pasar 100 gpm a una presión de 15 psi (378.54 L/m) la perdida de presión causará que no se obtendrán 100 gpm a la salida del suavizador. Solo por que la resina tiene una capacidad de carga de 28, 000 granos de durezacuando ha sido regenerada con 10 libras por ft3 de NaCl, esto no significa que el agua puede pasar a través de la resina a 20 gpmpor ft3 con 5, 000 granos de capacidad remanente y que el agua saldrá completamente suave. En términos puramente científicos, el proceso de suavización es simplemente un intercambio Kc: ǹA/ A ΔCA Donde: Kc_ es el coeficiente de transferencia [mol/ (s.m2)/(mol/m3) ó m/s] ǹA: Es la velocidad de transferencia [mol/s] A: es el área efectiva de transferencia [m2] ΔCA: es la diferencia de concentración [mol/ m3] En el mundo real, los suavizadores presentan problemas de fuga de dureza en ciertos momentos, por lo que el técnico verifica que el equipo esté trabajando apropiadamente, y que la dureza del agua de alimentación sea constante respecto al historial, regeneraciones apropiadas, si todo está bien, esto puede deberse a que al momento de iniciar el servicio, la velocidad del flujo excede la capacidad del equipo, lo que ocasiona una fuga de dureza a través del suavizador . KURIMEXICANA S.A. de C.V. www.kurimexicana.com Av. De Las Fuentes # 6, Parque Ind. Bernardo Quintana CP. 76246 Tel: 103 14 00. Fax: 218 11 77